专利名称：一种多功能物联网智能网关系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种支持物联网应用、路由、远程文件存储与共享等多功能的智能网关系统。
背景技术：
1、关于智能网关技术智能家庭网络是信息时代带给人们的又一个高科技产物。它借助现有的计算机网络技术，将家庭内各种家电和设备连网，通过网络为人们提供各种丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务。家庭网络化也是整个社会信息化的一个重要的部分。实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换，无疑是家庭连网的目的所在。它的实现需要设计一个理想的家庭网关。由于研究家庭网关的公司众多，家庭网关的定义还不统一。目前许多生产厂商在应用中逐渐完善家庭网关的概念和功能，2007年后国内家庭网关的发展和现场应用开始加速，华为、中兴、烽火等公司都推出了可商用的家庭网关产品。如华为的一块家庭网关产品HG813e，采用EPON上联接口，可以实现光纤到户(FTTH)， 支持H.沈4格式的VoIP语音，可以直接接模拟电话或者SIP电话机。中兴公司的ZXAlO 421 主要用于FTTH/FTT0应用，提供大客户、专线用户以及多用户的接入，提供以太网和无线业务接入。2、关于网络自动下载存储技术随着网络里大量的音/视频资源涌现，用户对网络下载的需求日益强烈，该网络自动下载技术通过在硬件设备中内置下载工具(如迅雷)等，可以通过网络管理设备中的下载任务，从而达到在不开启PC的前提下也能够实现文件下载。本技术的代表产品有联想的风行者网络下载盒，内置下载引擎，支持BT、FTP、HTTP资源下载，下载任务远程添加管理， 免开电脑，脱机下载体验，提高带宽使用率，该设备最高支持ITB容量外接USB移动存储设备，即插即用同时具备网络硬盘功能，局域网文件快捷共享传输等。智能网关作为家庭、办公场所的一个硬件网络设备，在生活和工作中起着非常重要的地位，其涉及到的应用如图1所示，一个应用型智能网关未来至少必须满足三个方面的用户需求家庭通讯(最基本应用)、家庭娱乐(进阶应用)以及家电控制(未来应用)。目前许多生产厂商正在应用中逐渐完善家庭网关的概念和功能，通常，为了实现某一项功能， 在其设备上必须添加相应功能的硬件支持接口，要支持的应用越多，所需要的硬件接口也越多，这一方面将导致设备价格昂贵，另一方面，基于这些技术的设备由于不具有通用性而容易被市场淘汰。
实用新型内容实用新型目的本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够支持多协议、多接口的多功能物联网智能网关系统。技术方案本实用新型所述的多功能物联网智能网关系统，包括设置在网关上的多个标准接口和控制所述标准接口的处理单元；所述标准接口为动态配置端口，包括WAN 系列接口、LAN系列接口和USB接口，同一接口可以连接同一系列不同的外接设备以实现不同的功能，例如，当LAN系列接口接上ZIGBee模块时，本装置便可通过该模块向带有 ZIGBee模块的智能家电发送行为指令，当接上Wifi模块时，本装置便可向带有Wifi模块的智能家电发送指令了。所述处理单元中设置有用于支持外接设备的驱动模块、自动识别模块和下载模块；所述自动识别模块用于对外接设备进行识别，并将所述外接设备与系统中预置的信号列表对比判断是否安装了对应驱动，若安装了对应驱动则调用驱动模块; 若没有安装对应驱动则调用下载模块，从云端搜索对应驱动并安装到系统中。在硬件构成上，本实用新型所述处理单元包括两个以太网收发器和一个USB2.0 总线控制器作为数据输入输出端口，一个1( NAND Flash和一个1( DDR2 SDRAM作为多媒体网络处理器单元的配套元件，用来负责装置中所有程序的逻辑运算；其中一个以太网收发器用来处理WAN系列接口的数据输入输出，另一个以太网收发器用于处理LAN系列接口的数据输入输出，USB2. 0总线控制器主要用于处理USB接口外接设备的数据请求。本实用新型与现有技术相比，其有益效果是1、本实用新型通过这种动态支持接口的方法，解决了网关、文件下载、家电控制等功能在整合上的难题，并使用一个控制单元来处理来自于网关应用、下载应用等不同应用的需求计算，从而最大程度的整合了智能网关、文件下载、家电控制等多种用户急需的功能，通过对不同无线接口的外接支持，本装置也为更多更丰富的物联网应用提供了可能。2、本装置具有极高的扩展性，通过选配初始组件，能够支持目前主流的无线接入方式。3、本实用新型装置可以支持远程管理文件下载、 上传、分享等功能，实现脱机下载。4、本实用新型具有广泛的应用，包括智能家居、智慧家庭 SNS网络、P2P资源共享平台、智慧酒店、智慧农业等物联网垂直应用领域。5、解决了无线路由技术、无线自组网技术、M2M物联网设备通讯及控制、基于云计算的存储及访问、多媒体播放以及跨网络统一安全认证和管理技术的整合应用。
图1为智能网关的应用示意图。图2为本实用新型智能网关系统的结构示意图。图3为本实用新型处理单元结构示意图。图4为多媒体网络处理器单元结构示意图。图5为设备加电以后的运行示意图。图6为本实用新型智能网关外接设备的识别过程示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。实施例1 本实用新型所述多种功能的物联网智能网关系统，如图2所示，包括设置在网关上的WAN接口、LAN接口、以及USB接口等多个标准接口和控制所述标准接口的处理单元；所述标准接口为动态配置端口，用于连接不同的外接设备以实现不同的功能；例如，当LAN接上ZIGBee模块时，本装置便可通过该模块向带有ZIGBee模块的智能家电发送行为指令。当接上Wifi模块时，本装置便可向带有Wifi模块的智能家电发送指令了。所述处理单元中设置有用于支持外接设备的驱动模块、自动识别模块和下载模块；所述自动识别模块用于对外接设备进行识别，并将所述外接设备与系统中预置的信号列表对比判断是否安装了对应驱动，若安装了对应驱动则调用驱动模块；若没有安装对应驱动则调用下载模块，从云端搜索对应驱动并安装到系统中。通过嵌入在本装置处理单元中的微型软件操作系统，我们能够及时的对插入各个端口的设备进行自动识别，并自动从网络上下载、安装支持该设备所需要的最新驱动程序，以最大程度的支持各类外接设备的最新应用。同时，本装置可以支持将下载内容直接通过USB2.0接口存储到用户的外接设备中，操作系统已经嵌入了目前流行的下载工具，能够支持包括HTTP、FTP、BT等多种方式在内的资源下载。本装置上的USB以及SATA数据接口还支持脱机下载，可以在不开启计算机的情况下，对实现设置的下载资源进行自动下载，同时可以根据用户需要实现基于云的共享。如图3所示，为了支持本装置扩展应用的需要，本设备的处理单元设计了两个以太网收发器以及一个USB2.0的总线控制器作为数据输入输出端口。并采用HY27U1G8和 K4T1G164QF 作为核心处理器(多媒体网络处理单元)的配套元件，用来负责装置中所有程序的逻辑运算；其中一个以太网收发器用来处理WAN系列接口的数据输入输出，另一个以太网收发器用于处理LAN系列接口的数据输入输出，USB2.0总线控制器主要用于处理 USB接口外接设备的数据请求。本装置通过支持动态外接设备的协议，使用目前标准的硬件接口解决了智能网关应用的扩展问题。在本装置中，多媒体网络处理器单元的硬件模块设计如图4所示，该结构采用 ARMll 双核 750MHz CPU，千兆网卡，PCIE 接口，USB(HOST/DEVICE) 2. 0 接口，具备极强性能和拓展性。传输速度能高度70M每秒，利用千兆网卡能够流畅播放80M码流高清电影， 运算能力极佳。如图5所示，本设备加电后，会首先进行系统自检，然后初始化各类I/O端口，并通过相应的指示灯将初始化结果反馈给用户，待各类接口初始化完毕，系统将通过可使用的有线或无线连接获取设备IP，(在局域网内可通过访问本设备对相关模块进行配置)，如果设备正确获取了 IP，则开始检测外接设备，然后设备会启动不同的监听来实现三种不同的应用。首先是为实现下载而监听下载任务，如果设备中有未完成的下载任务，在连接到互联网之后，设备会自动按照用户之前的下载设置对任务进行下载，待所有任务下载完毕后，设备会有指示灯的提示。其次就是设备的路由模块会时时监听连接到本设备的局域网组件， 如个人PC，并动态分配IP给这些设备同时维护这些设备所发送、接受的数据包业务。最后还有网络监听，当用户从远程发送指令给设备(如从办公地点发送任务至家里)，则设备将根据用户指令执行相关的动作，如是下载任务则传递至下载模块，如是WIFI操作命令则设备将该指令发送至WIFI模块，并由该模块进行相应处理。图6是当本实用新型装置处于监听端口状态时，识别外接设备的逻辑示意图。本设备在操作系统中内嵌了最新的支持各类设备的驱动，这些驱动在相关的外接设备插入时会被系统检测到。其识别的逻辑如图6所示，当设备各项初始化完成后，便开始对每个开放端口进行监听。当外接设备接入本装置时，首先会被本装置提供的电路通电，然后，外接设备传回信号，本装置将检测该信号的合法性(判断是否为一个电路设备)，如果不是则报警，如果是则与系统中预置的信号列表对比并判断是否为该信号的装置安装了正确的驱动。如果没有则从云端搜索驱动，成功后，安装驱动到系统中，加载协议并进行协议转换，最后刷新路由表，使外接设备正式工作。 如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
权利要求1.一种多功能物联网智能网关系统，其特征在于包括设置在网关上的多个标准接口和控制所述标准接口的处理单元；所述标准接口为动态配置端口，用于连接不同的外接设备以实现不同的功能；所述处理单元中设置有用于支持外接设备的驱动模块、自动识别模块和下载模块。
2.根据权利要求1所述的多功能物联网智能网关系统，其特征在于所述多个标准接口包括WAN系列接口、LAN系列接口和USB接口。
3.根据权利要求2所述的多功能物联网智能网关系统，其特征在于所述处理单元包括两个以太网收发器和一个USB2.0总线控制器作为数据输入输出端口，一个1( NAND Flash和一个IGb DDR2 SDRAM作为多媒体网络处理器单元的配套元件，用来负责装置中所有程序的逻辑运算；其中一个以太网收发器用来处理WAN系列接口的数据输入输出，另一个以太网收发器用于处理LAN系列接口的数据输入输出，USB2.0总线控制器主要用于处理USB接口外接设备的数据请求。
专利摘要本实用新型公开一种多功能物联网智能网关系统，包括设置在网关上的多个标准接口和控制所述标准接口的处理单元；所述标准接口为动态配置端口，用于连接不同的外接设备以实现不同的功能；所述处理单元中设置有用于支持外接设备的驱动模块、自动识别模块和下载模块。本实用新型通过这种动态支持接口的方法，解决了网关、文件下载、家电控制等功能在整合上的难题，并使用一个控制单元来处理来自于网关应用、下载应用等不同应用的需求计算，从而最大程度的整合了智能网关、文件下载、家电控制等多种用户急需的功能。
文档编号H04L12/66GK202190287SQ20112021218
公开日2012年4月11日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者李滨, 杨明哲, 林云鹏, 林辉, 陈勇, 陈小民 申请人:江苏物泰信息科技有限公司